Фамилия Мальмина — редкий случай, где фамилия сохранила в основе почти неизменённым древнее прозвище или даже дохристианское имя. Скорее всего, в её основе лежит слово «мальма» или «мальмина» — так в северных русских говорах, особенно в Архангельской и Вологодской областях, называли мелкую рыбёшку, чаще всего снетка или молодь ряпушки. Человек мог получить прозвище Мальма за маленький рост, юркость или, наоборот, за промысел — ловлю этой рыбы. Суффикс -ин в фамилии указывает на принадлежность: «чей?» — сын Мальмы, то есть потомок человека с таким прозвищем.

Менее вероятна, но возможна версия от диалектного глагола «мальмить» — темнеть, меркнуть, хмуриться. В этом случае Мальмина означала бы «угрюмый, пасмурный человек». Однако в ономастике чаще берут за основу существительное, а не глагол, так что «рыбная» версия надёжнее.

Фамилия Мальмина — однозначно русская, с типичным для северных и центральных областей суффиксом. Её редкость объясняется тем, что прозвище Мальма было локальным, не выходившим за пределы нескольких уездов. В отличие от массовых фамилий вроде Смирнов или Кузнецов, Мальмины — это, скорее всего, потомки одного или нескольких родов из одного региона, возможно, из-под Каргополя или Холмогор. Встречается фамилия и сейчас, но преимущественно на Русском Севере и в Сибири, куда северяне переселялись в XIX–XX веках.

Не стоит путать Мальмину с однокоренной, но более известной фамилией Мальмин — у них общая основа, но разные суффиксы указывают на разное грамматическое оформление прозвища. В случае Мальмина мы видим чистую основу, а Мальмин — это уже притяжательная форма от той же Мальмы.